Электрохимические конденсаторы

Разработан метод формирования электродных структурированных микросистем на основе титановой фольги для применения в электрохимических устройствах хранения энергии. Метод включает трехстадийную химическую обработку поверхности титановой фольги: травление в концентрированной HCl для создания микрорельефа, обработку в водном растворе KOH для формирования слоя полититаната калия и последующее модифицирование в растворе сульфата марганца с термообработкой при 750°C.

Апробирована методика получения легированных азотом углеродных нанотрубок. В качестве источника азота использовался полианилин, химически синтезированный на поверхности нанотрубок с последующей карбонизацией. Исследованы электрохимические характеристики электродов на основе полученного углеродного материала для гибридных суперконденсаторов с кислотным электролитом. Показано, что легирование азотом углеродных нанотрубок повышает емкостных характеристик электродов.

Приведены результаты исследования электрохимического восстановления многослойного оксида графена при гальваностатическом и потенциостатическом режиме, показана возможность использования щелочного электролита KOH с концентрацией 0.01 М. Идентификация электрохимически восстановленного оксида графена проводилась методами рентгенофазового анализа, ИК-Фурье и ИК-КР спектроскопией. На основе анализа ИК-КР спектров установлено увеличение общей дефектности, снижение концентрации кислородсодержащих групп и уменьшение размера кристаллита оксида графена.

Оксид марганца получали методом катодного электрохимического осаждения из растворов электролитов с добавками нитрата или сульфата натрия. Структурные характеристики и элементный состав образцов МnO2 изучали методами энергодисперсионного микроанализа, ИК-спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии. Электрохимические характеристики электродов определяли методами циклической вольтамперометрии, гальваностатического заряда-разряда и импедансной спектроскопии в 0.5 М растворе Na2SO4.

Предлагается обзор современной научно-технической литературы по суперконденсаторам, выпускаемым промышленными компаниями. Преимуществами суперконденсаторов по сравнению с аккумуляторами являются: большая удельная мощность, большая циклируемость, возможность работы при экстремальных температурах от –50 до +60°C, КПД по энергии может приближаться к 100%, возможность заряда за очень короткое время.

Исследованы электрохимические характеристики нанокомпозиционных материалов на основе технического углерода для двойнослойных суперконденсаторов. Показано, что наиболее высокие значения удельных емкостных характеристик были получены для углеродного материала СП4, обладающего наибольшей удельной поверхностью (полная ёмкость 228 Ф/г, обратимая – 162 Ф/г).

Международная специализированная выставка
«Автономные источники тока – 2023»
Дата проведения: 10–12 апреля 2023
Место проведения: г. Москва, ул. Новый Арбат, д. 36, фойе БКЗ здания Правительства
Москвы.
Время работы выставки:
10–11 апреля 2023 10.00–17.00
12 апреля 2023 10.00–12.00
Организатор: Национальная ассоциация производителей источников тока «РУСБАТ»

Методом импедансной спектроскопии исследованы электрохимические и электрофизические свойства базовых и протонированных титанатов калия в контакте с графитовыми электродами. Приводятся характеристики титанатов калия в зависимости от методов модификации и способов их обработки. Определены энергии активации для некоторых составов.